本申请涉及电池,具体而言,涉及一种外壳、电池单体、电池及用电设备。
背景技术:
1、节能减排是汽车产业可持续发展的关键。在这种情况下,电动车辆由于其节能环保的优势成为汽车产业可持续发展的重要组成部分。而对于电动车辆而言,电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。
2、锂离子电池在制备完成后,需要进行化成处理,让电池内的活性物质激活。由于化成过程中会产生气体,容易有气体残留造成电芯界面黑斑,进而造成析锂,导致电芯容量偏低,影响电池的质量。
3、如何提高电池在化成时的排气能力,进而提高锂离子电池的质量,是一个亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、本申请实施例提供一种外壳、电池单体、电池及用电设备,能够有效提高电池单体的质量。
2、第一方面,本申请实施例提供一种外壳,所述外壳呈长方体,所述外壳在其高度方向上具有第一壁,所述第一壁设有至少一个注液孔,所述至少一个注液孔的总面积为s1,所述第一壁沿所述高度方向的投影面积为s2,满足:2.1%≤s1/s2≤5.1%。
3、在上述技术方案中,通过将外壳第一壁上的注液孔的总面积s1与第一壁沿高度方向的投影面积s2的比值s1/s2设置为2.1%~5.1%,可以提高电池单体在化成过程中的排气能力,减少化成后电池单体内部的气体残留量,改善电芯界面黑斑与容量偏低的问题,从而有利于提高电池单体的质量。若s1/s2小于2.1%,则化成时排气困难,容易造成电芯界面黑斑。若s1/s2大于5.1%,则注液孔加工困难,加工成本高,整体可靠性也会变差。
4、作为本申请实施例的一种可选技术方案,2.6%≤s1/s2≤3.8%。
5、在上述技术方案中,将s1/s2的比值设置为2.6%~3.8%,可以使得电池单体的化成排气能力与加工制造更加平衡,即在满足电池单体化成排气需求的同时,又具有良好的加工制造能力。
6、作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述外壳的长度为a,所述外壳的高度为h,满足:0.5≤a/h≤0.8。
7、在上述技术方案中,电池单体的外壳长度越大,能够容纳的电芯越长,电芯容量也越大,化成时产气量也就越大。电池单体的外壳高度越大,能够容纳的电芯越高,电芯容量相应越大,这样电芯底部产生的气体运动到注液孔的路径越长,相当于排气路径越长,排气的效果也越差,化成后电池内部越容易有气体残留。通过将外壳的长度与高度的比值a/h设置在0.5~0.8,使得气体排出的总路径和较小,化成后电池单体内部的气体残留量较少,电芯界面也无黑斑,化成后电池容量也正常。
8、作为本申请实施例的一种可选技术方案,0.65≤a/h≤0.75。
9、在上述技术方案中,将a/h的比值设置为0.65~0.75,可以对电池单体的化成排气能力进一步优化,从而进一步减少化成后电池单体内部的气体残留量。
10、作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述注液孔的数量为n,满足:n≥a/85mm。
11、在上述技术方案中,注液孔的数量越多,有利于化成时排气。当电池单体的外壳过长时仅有一个注液孔,也会造成排气困难,因此注液孔的数量与电池单体的外壳长度具有一定的关系。经过气体双相流仿真与电化学仿真,结合实验界面拆解,当电池单体化成后内部的气体残留量≤5.4%时,可满足化成时间与化成界面,基于此要求每85mm有一个排气口,以更快地排出化成产气。
12、作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述注液孔的数量有多个时,多个所述注液孔沿所述外壳的长度方向间隔设置。
13、在上述技术方案中,当注液孔有多个时,多个注液孔沿外壳的长度方向间隔设置,这样设置有利于整个电芯长度方向的产气的排出,使得电池单体内部各处产生的气体排出路径合理,排气速率快,化成后气体残留量少,有利于改善电芯界面与低容的问题。
14、作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述注液孔的直径为d,满足:4mm≤d≤16mm。
15、在上述技术方案中,注液孔越大,排气速率越快,化成后气体残留量越小。当注液孔的直径小于4mm时,既不利于注液操作,又影响化成时排气。当注液孔的直径大于16mm时,不利于后期在注液孔上焊接密封钉。通过将注液孔的直径设置为4mm~16mm,既满足注液操作以及化成排气,同时兼顾了加工的稳定性与优率,以及外壳的机械强度。
16、作为本申请实施例的一种可选技术方案,10mm≤d≤14mm。
17、在上述技术方案中,将注液孔的直径设置为10mm~14mm,能够进一步优化注液能力以及化成排气能力,同时提升焊接加工的稳定性与优率,以及改善外壳的机械强度。
18、作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述外壳包括壳体和端盖,所述壳体包括底壁和侧壁,所述侧壁围设于所述底壁的周围,所述侧壁的一端与所述底壁连接,另一端围成开口,所述端盖用于封闭所述开口,所述第一壁为所述端盖或所述底壁。
19、在上述技术方案中,由于第一壁可以为电池单体外壳的端盖或者是底壁,也即是注液孔可以设置在电池单体的端盖或者底壁上皆可。
20、第二方面,本申请实施例提供一种电池单体,包括第一方面所述的外壳和电极组件,所述电极组件容纳于所述外壳内。
21、第三方面,本申请实施例提供一种电池,包括第二方面所述的电池单体。
22、第四方面,本申请实施例提供一种用电设备,包括第二方面所述的电池单体,所述电池单体用于为所述用电设备提供电能。
23、本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
1.一种外壳,用于电池单体,其特征在于,所述外壳呈长方体,所述外壳在其高度方向上具有第一壁,所述第一壁设有至少一个注液孔,所述至少一个注液孔的总面积为s1,所述第一壁沿所述高度方向的投影面积为s2,满足:2.1%≤s1/s2≤5.1%。
2.根据权利要求1所述的外壳,其特征在于,2.6%≤s1/s2≤3.8%。
3.根据权利要求1或2所述的外壳,其特征在于,所述外壳的长度为a,所述外壳的高度为h,满足:0.5≤a/h≤0.8。
4.根据权利要求3所述的外壳,其特征在于,0.65≤a/h≤0.75。
5.根据权利要求3所述的外壳,其特征在于,所述注液孔的数量为n,满足:n≥a/85mm。
6.根据权利要求1或2所述的外壳,其特征在于,所述注液孔的数量有多个时,多个所述注液孔沿所述外壳的长度方向间隔设置。
7.根据权利要求1或2所述的外壳,其特征在于,所述注液孔的直径为d,满足:4mm≤d≤16mm。
8.根据权利要求7所述的外壳,其特征在于,10mm≤d≤14mm。
9.根据权利要求1或2所述的外壳,其特征在于,所述外壳包括壳体和端盖,所述壳体包括底壁和侧壁,所述侧壁围设于所述底壁的周围,所述侧壁的一端与所述底壁连接,另一端围成开口,所述端盖用于封闭所述开口,所述第一壁为所述端盖或所述底壁。
10.一种电池单体,其特征在于,包括:
11.一种电池,其特征在于,包括如权利要求10所述的电池单体。
12.一种用电设备,其特征在于,包括如权利要求10所述的电池单体,所述电池单体用于为所述用电设备提供电能。